JPH067044B2 - 部品自動搭載装置における保持位置確認装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、部品を部品保持具によつて保持した後、そ
の部品を被搭載部材上に自動的に搭載する部品自動搭載
装置に関し、特に上記部品保持具による部品の保持位置
を確認して基準位置からのずれを知ることにより、補正
を容易にすることのできる保持位置確認装置に関する。

〔従来の技術〕

このような部品自動搭載装置において、部品保持具に保
持される部品のずれを補正するには、従来機械的な方法
がとられてきた。

第６図は、ＩＣチツプや多種類のチツプ形電子部品、す
なわち、コンデンサ，抵抗器，ダイオード，トランジス
タ等をプリント基板上の所定の位置に搭載し得る従来の
部品自動搭載装置における保持位置補正装置の一例を示
すものである。

図において、部品保持具１を水平面内で縦方向及び横方
向に移動させてその軸線方向がほぼ部品Ｐの中心を通る
ように目視により位置決めした後、圧縮空気等によつて
下降させて先端部２を部品Ｐに当接させ、負圧通路２ａ
に負圧を供給して先端部２に部品Ｐを吸着させる。

この状態でばね３に抗して先端部２を上昇させながら、
エアシリンダ等でリング４をばね５に抗して下降させる
と、リング４のテーパ面４ａが、軸６によつて９０度間
隔で枢着された４本のフインガ７の拘束を解くので、各
フインガ７はばね８の収縮力により仮想線で示す状態に
収斂し、吸着を終つて先端部２と共に上昇位置にある部
品Ｐを前後左右から挾持し、水平面内で回転させて曲り
を補正すると共に、その中心を先端部２の中心に一致さ
せる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の保持位置補正装置にあ
つては、リング４のテーパ面４ａとフインガ７の形状及
びその軸６の位置等にきわめて高い精度が要求されると
共に、その構造が複雑化して、種々の大きさや形状を有
する各種部品の位置を正確に補正することは著しく困難
であつた。

また、部品保持に先立つて部品Ｐの欠け等の不良を発見
することは目視以外では全く不可能であつた。

この発明はこのような問題を解決し、部品保持に先立つ
て部品の良，不良を、判別することができ、その形状，
大きさに関係なく正確な位置を確認できるようにして補
正を容易にすることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、この発明による部品自動搭載装置における保
持位置確認装置は、部品保持具と同一ヘツド上に所定距
離を隔てて撮像装置を装着し、部品保持具で保持した部
品の像を固定部に設けた光路変換光学系により上記撮像
装置に導くようにしたものである。

〔実 施 例〕

以下、添付図面の第１図乃至第５図を参照してこの発明
の実施例を説明する。

第１図は、この発明を適用した部品自動搭載装置の平面
図であり、部品自動搭載装置９は、チツプ形の電子部品
やＩＣ等を供給する部品供給装置１０と、供給された部
品を部品保持具によつて保持した後、被搭載部材の所定
位置に搭載する部品搭載装置２０と、部品保持具によつ
て保持された部品の保持位置を確認する保持位置確認装
置３０、及びこれらの各装置を所定のプログラムに従つ
て制御すると共に、部品保持位置を画像処理により確認
して部品搭載に際して基準位置との誤差を自動的に補正
する制御装置４０から構成されている。

部品供給装置１０は、例えば第２図に示すように、トレ
ーマガシン１１に装着に必要なＩＣチツプのエキスパン
ドフレーム１２を数種類収納し，トレーマガジン１１を
モータにより上下させ、装着順序に従つて必要なエキス
パンドフレーム１２をピツクアツプ可能位置にモータに
よりセツトする。

さらに、エキスパンドフレーム１２のセツトされた基板
１３をステツプモータによるボールねじ駆動等によつて
ＸＹ方向に駆動して、エキスパンドフレーム１２上の装
着すべき部品Ｐ_１を所定の位置に移動させるＸ−Ｙ駆動
装置１４、及び所定位置にある部品Ｐ_１の真下に設けら
れた部品つき上げピン１５を備えている。

部品搭載装置２０は、第１図及び第３図に示すように、
ヘツド２１に固定された部品保持具２２及び接着材塗布
具２３、及びステツプモータによるボールねじ駆動等に
よりヘツド２１をＸＹ方向に駆動するＸ−Ｙ駆動装置２
４から構成されている。

また、保持位置確認装置３０は、前述の部品つき上げピ
ン１５の外周部に設けられ、エキスパンドフレーム１２
上の所定の位置にある部品Ｐ_１の輪郭部を照射するライ
トガイド３１（第２図参照）と、上記部品保持具２２か
ら距離ａを隔ててヘツド２１に固定され、部品Ｐ_１の像
を撮像して電気信号に変換し、制御装置４０の画像処理
部に送る小型ＴＶカメラのような撮像装置であるカメラ
ヘツド３２と、固定部に設置され、上記距離ａと同間隔
を隔ててＺ軸方向に対してそれぞれ４５度の角度をもつ
て相対向する２枚の反射鏡３３ａ， ３３ｂとこれらの
反射鏡間に設けられたリレーレンズ群３３ｃとからなる
光路変換光学系３３、及び部品保持具２２に保持された
部品の中心部と輪郭部とを照明する照明系３４とから構
成されている。

照明系３４は第４図にその詳細を示すように、連通口２
２ａを介して負圧に連通する部品保持具２２の中心孔２
２ｂの上部に設けられた光源３５と、部品保持具２２の
下部に同心状に固定された光拡散板３６、及びこの光拡
散板３６を照射する複数のライトガイド３７とを有して
いる。

さらに制御装置４０は、部品供給装置１０，部品搭載装
置２０，及び保持位置確認装置３０とそれぞれ電気的に
接続され、フロツピデイスクより基本プログラムが供給
されるコントローラ４１及びモニタ４２とから構成され
ている。

以上のような構成からなるこの発明の実施例において、
トレーマガジン１１からセツトされたエキスパンドフレ
ーム１２上の部品Ｐは、制御装置４０からの指令により
Ｘ−Ｙ駆動装置１４の作動で、所要の部品Ｐ_１が部品つ
き上げピン１５の上方にある所定の位置に移動した後、
又はほとんど同時に制御装置４０からの指令により、Ｘ
−Ｙ駆動装置２４がヘツド２１を移動させてカメラヘツ
ド３２を部品Ｐ_１の真上に位置させる。

この状態でライトガイド３１により部品Ｐ_１を照射する
と、部品Ｐ_１の輪郭がカメラヘツド３２によつて撮像さ
れてモニタ４２上に映出され、部品の欠けや変形等が一
見して判別できると共に、制御装置４０の画像処理によ
り部品Ｐ_１が不良品の場合には、再びＸ−Ｙ駆動装置１
４が作動して隣接した部品Ｐ₂を所定の位置に移動させ
る。

部品Ｐ_１が良品である場合には、Ｘ−Ｙ駆動装置２４に
よりヘツド２１が距離ａだけＸ軸方向に移動して部品保
持具２２を部品Ｐ_１の真上に位置させた後、部品保持具
２２の先端部を下降させ、つき上げピン１５を押出して
部品Ｐ_１を吸着保持した状態でヘツド２１を移動させて
部品Ｐ_１を保持した部品保持具２２及びカメラヘツド３
２を光路変換光学系３３の各反射鏡３３ａ，３３ｂの真
上に位置させ、光源３５を点灯すると共にライトガイド
３７を通じて光拡散板３６を照射する。

これにより、部品保持具２２に保持された部品Ｐ_１の像
は反射鏡３３ａで反射し、リレーレンズ３３ｃを通過し
た後反射鏡３３ｂで反射して空中で結像され、カメラヘ
ツド３２によつて撮像されてモニタ４２に映出される。

第５図はその時のモニタ４２の画像例を示すもので、
(ａ)は正規の部品保持状態、(ｂ)は吸着時に曲がつて保
持された状態、(ｃ)は部品装着ミスの状態をそれぞれ示
している。

なお、部品Ｐ_１がきわめて小さく、部品保持具２２の先
端外周部内に隠れてしまう場合には、部品保持状態では
光源３５からの光は遮ぎられるので同図(ｄ)に示す状態
となり、部品装着ミス時には同図(ｃ)に示す状態とな
る。

このような部品装着状態を示す画像情報が制御装置４０
に入力されると、第５図(ｂ)のような場合には画像デー
タ処理により正規の位置からの偏心量ｄｘ，ｄｙ及び曲
がり角θが算出され、先ず部品保持具２２を曲がり角θ
だけ回転補正した後、また、同図(ａ)又は(ｄ)のような
場合にはそのまま、Ｘ−Ｙ制御装置２４によりヘツド２
１が移動して、(ａ)又は(ｄ)の場合には部品保持具２２
を第１図の基板トレー５１上の定位置に載置された被搭
載部材である基板５２の所定位置の真上に、(ｂ)の場合
に所定位置からｘ軸方向にｄｘsecθだけ補正した位置
の真上にそれぞれ移動させた後、その先端部を下降させ
て部品Ｐ_１を基板５２上の所定位置に搭載させる。

また、第５図(ｃ)のような場合には、部品保持具２２に
よる部品保持から始まる上記の行程を繰り返して、基板
５２上の所定位置に部品を搭載させる。

その部品の搭載が終ると、部品保持具２２の先端部は上
昇し、次位の部品の搭載作業に移る。

基板５２に搭載すべき部品の種類が変わると、基板１３
上にトレーマガジン１１から他の部品のエキスパンドフ
レーム１２が供給されて同様の作業を繰り返す。なお、
この部品搭載作業の前に接着剤塗布具２３が所定の位置
に接着剤を塗布しており、搭載された部品はその接着剤
によつて固定される。

なお、エキスパンドフレーム１２上の所定位置にある部
品を照明するライトガイド３１を用いた照明手段、及び
部品保持具２２に保持された部品を照明する照明系３４
を設けることが望ましいが、外光が比較的明るい場所で
使用する場合には、これらの照明手段を省略することも
できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば、部品自動搭載装
置の部品保持具と同一ヘツド上に、所定距離を隔てて搭
載装置を装着すると共に、固定部に上記部品保持具で保
持した部品の像を上記撮像装置へ導く光路変換光学系を
設けたので、部品供給装置から供給されて所定の位置に
移動した部品の良否を判別する撮像装置の画像情報によ
り、部品保持具に保持された部品の保持位置をも判別し
てその基本位置からのずれを確認することができ、部品
搭載時の補正を容易に行なうことができる。

また、種々の形状，大きさの部品に対する対応も容易に
なり、高精度の部品搭載と搭載時間の高速化が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す平面図、 第２図は、同じくその部品供給装置と保持位置確認装置
を示す斜視図、 第３図は、同じくその部品搭載装置を示す斜視図、 第４図は、同じくその部品保持具及び保持位置確認装置
の照明系を示す縦断面図、 第５図(a),(b),(c),(d) は、同じくその制御装置の各種
モニタ像を示す説明図、 第６図は、従来の部品自動搭載装置の保持位置補正装置
を例示する縦断面図である。 ９…部品自動搭載装置 １０…部品供給装置 ２０…部品搭載装置 ２１…ヘツド ２２…部品保持具 ３０…保持位置確認装置 ３２…カメラヘツド（撮像装置） ３３…光路変換光学系 ３４…照明系 Ｐ…部品

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】部品給送装置により給送された部品を部品
   保持具によつて保持した後、被搭載部材の所定位置に自
   動的に搭載する部品自動搭載装置において、上記部品保
   持具と同一ヘツド上に、所定距離を隔てて撮像装置を装
   着すると共に、固定部に上記部品保持具で保持した部品
   の像を上記撮像装置へ導く光路変換光学系を設けたこと
   を特徴とする保持位置確認装置。